黃曉宇 陸 葉 白 雪

1.西南醫(yī)科大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院，四川瀘州 646000；2.西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院心腦病科，四川瀘州 646000

阿爾茨海默?。ˋlzheimer′s disease，AD）是癡呆中占比最大的疾病類型，其病理特征是β-淀粉樣蛋白（Aβ）在大腦皮層和海馬區(qū)大量沉積形成老年斑和tau 蛋白介導(dǎo)的細胞內(nèi)神經(jīng)原纖維纏結(jié)，主要癥狀包括認知功能下降、進行性的記憶喪失、逐步失去自理能力及精神癥狀等[1]。目前AD 的發(fā)病機制還并不明確，比較常見的機制假說有Aβ 蛋白沉積、tau 蛋白過度磷酸化、炎性機制、氧化應(yīng)激、膽堿能假說、線粒體機制、腦血管機制等[2]。AD 是一種不可逆的疾病，其過程可分為臨床前期、輕度認知障礙期和癡呆期[3]。因為目前臨床上沒有可以治愈和逆轉(zhuǎn)AD 的藥物，所以在臨床前期盡早診斷出AD 并及時進行干預(yù)對控制患者病情及提高患者生活舒適度有重要意義。國際工作組（International Working Group，IWG）制定的IWG-2診斷標準主要基于典型臨床表型，與AD 病理機制相關(guān)的生物標志物，以及影像學(xué)[4]。但是AD 出現(xiàn)臨床表型往往晚于病理改變數(shù)年，而基于Aβ 和tau 蛋白的PET-CT、f-MRI 和18F-FDG PET 代謝成像存在輻射劑量高、花費較大等弊端，因此，尋找外周AD 生物標志物對AD 的早期診斷、干預(yù)具有重大意義。除此之外，美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）發(fā)布的《早期阿爾茨海默病的治療藥物研發(fā)指南》中明確表示，支持極早期的疾病干預(yù)，在此階段，患者無臨床表現(xiàn)，但是存在生物標志物的異常表現(xiàn)，并且在藥物開發(fā)基礎(chǔ)上，提出可以將生物標志物與疾病進展聯(lián)系起來，嘗試用治療效果與臨床結(jié)果相似的生物標志物作為藥物療效的替代評價標準[5]。本文擬主要從腦脊液、血液相關(guān)標志物進行分類總結(jié)與AD 病理機制相關(guān)的部分既定生物標志物和潛在生物標志物，以期為臨床上早期診斷及篩查AD 提供指導(dǎo)意義。

1 腦脊液中的生物標志物

腦脊液能夠較好地反映腦內(nèi)的情況，但是獲取腦脊液需要侵入性腰穿，對患者有一定損傷性，而且不能在短時間內(nèi)反復(fù)取樣，患者的接受度較低。目前腦脊液中的Aβ42、tau 蛋白和磷酸化tau 蛋白（p-tau）水平是AD 中研究較多的經(jīng)典生物標志物[6]。

1.1 Aβ

淀粉樣前體蛋白（amyloid precursor protein，APP）是AD 發(fā)生發(fā)展的一個關(guān)鍵分子，APP 經(jīng)β-和γ-分泌酶蛋白水解產(chǎn)生Aβ，Aβ 最常見的亞型是Aβ40 和Aβ42，其中Aβ42 具有神經(jīng)毒性，可誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，導(dǎo)致人體抗氧化功能改變、線粒體功能障礙、突觸可塑性和細胞結(jié)構(gòu)的喪失等[7]。Sutphen 等[8]發(fā)現(xiàn)在一些人群中Aβ42 濃度早在中年早期就能夠觀察到縱向減少，并且Aβ42 水平降低伴隨著大腦淀粉樣斑塊的發(fā)展。Wang 等[9]的一項研究中發(fā)現(xiàn)腦脊液中Aβ42 減少與認知正常老年人發(fā)作性記憶變差和大腦海馬體積減小具有 相關(guān) 性。Schjonning Nielsen 等[10]對348 例AD 患者進行的一項回顧性評估發(fā)現(xiàn)，AD 患者的腦脊液Aβ42 水平和Aβ42/p-tau 比值皆降低。

1.2 總tau 蛋白和p-tau

tau 蛋白是一種微管相關(guān)的蛋白質(zhì)，與微管結(jié)合后提高并維持微管的穩(wěn)定性，正常生理情況下，tau 蛋白對維持正常的細胞結(jié)構(gòu)、功能極為重要，tau 蛋白過度磷酸化是AD 發(fā)生的關(guān)鍵病理事件，從微管上脫落的過度p-tau 蛋白，聚集成成對螺旋絲，并纏繞形成神經(jīng)元纖維纏結(jié)[11]。現(xiàn)已證明AD 患者腦內(nèi)總tau蛋白與p-tau 水平均明顯升高。Palmqvist 等[12]發(fā)現(xiàn)識別輕度認知障礙（MCI）-AD 的最佳指標是腦脊液Aβ42/總tau 蛋白比值和Aβ42/p-tau 比值。Olsson 等[13]進行的一項薈萃分析發(fā)現(xiàn)腦脊液總tau 蛋白、p-tau與AD 密切相關(guān)，能將AD 患者與正常人區(qū)分開：腦脊液總tau 蛋白（平均比率2.54%，95%CI：2.44~2.64），p-tau（平均比率1.88%，95%CI：1.79~1.97）。Oboudiyat等[14]的一項回顧性評估提出腦脊液總tau 蛋白、p-tau指數(shù)可作為AD 的預(yù)測指標，并且能識別非遺忘性癡呆中的AD。

1.3 潛在腦脊液生物標志物

為了早期識別、診斷AD，研究者也在積極尋找腦脊液中除上述經(jīng)典生物標志物以外的潛在生物標志物。近年來，亦有不少潛力較大的生物標志物被挖掘出來。對這些潛在生物標志物進行研究驗證并正確用于臨床上，對AD 的診斷及治療有重要意義。

1.3.1 神經(jīng)絲輕鏈（neurofilament light，NFL） 血清和腦脊液中的NFL 是AD 的一個潛在生物標志物。神經(jīng)絲蛋白（neurofilaments，NF）存在于成熟神經(jīng)元中，是構(gòu)成神經(jīng)元細胞骨架的重要成分，NF 在軸突構(gòu)成和軸突運輸中起重要作用，可以維持神經(jīng)元的正常形態(tài)以及防止神經(jīng)纖維斷裂。NFL 是NF 的主要組成成分，研究證明NFL 是神經(jīng)元與軸突損傷的分子標志物，腦脊液和血漿中NFL 水平升高可提示軸突損傷和神經(jīng)元[15]。Eratne 等[16]研究發(fā)現(xiàn)NFL 還可以將包括AD 在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病與精神疾病區(qū)分開，神經(jīng)退行性疾病中的NFL 水平明顯更高。Zhao 等[17]的一項研究證實相比正常人而言，AD 患者中腦脊液和血清/血漿NFL 水平顯著升高。

1.3.2 神經(jīng)顆粒蛋白 神經(jīng)顆粒素（neurogranin，Ng）是一種神經(jīng)元突觸后蛋白，在學(xué)習(xí)記憶和突觸可塑性等方面起重要作用，在AD 患者腦脊液中，Ng 水平明顯升高，Ng 可以作為AD 中突觸喪失的腦脊液生物標志物，幫助診斷早期AD[18]。Headley 等[19]研究發(fā)現(xiàn)腦脊液Ng 水平可以預(yù)測早期AD 患者記憶和執(zhí)行功能的縱向下降。Wellington 等[20]評估正常人以及癡呆、突觸核蛋白病等神經(jīng)退行性疾病患者腦脊液中Ng 的特異性，發(fā)現(xiàn)AD 患者腦脊液Ng 濃度最高，且Ng 濃度與總tau 蛋白的關(guān)聯(lián)性強。

1.3.3 可溶性血小板衍生生長因子受體β（sPDGFRβ）Sweeney 等[21]發(fā)現(xiàn)，血腦屏障（blood-brain barrier，BBB）破壞和功能障礙在AD 的疾病進程中早于Aβ42沉積和tau 蛋白磷酸化，早期AD 患者大腦海馬體會發(fā)生毛細血管損傷和BBB 破壞，出現(xiàn)BBB 的滲透性增加、大腦微出血、葡萄糖運輸障礙、P-糖蛋白功能減退等，BBB 破壞可作為AD 的早期獨立生物標志物。而主要在周細胞中表達的sPDGFRβ 經(jīng)研究證實可以作為周細胞損傷及BBB 功能障礙的標志物，所以有理由認為sPDGFRβ 也可用作早期AD 的潛在生物標志物[22]。Nation 等[23]發(fā)現(xiàn)BBB 破壞及功能障礙與sPDGFRβ 水平成正相關(guān)，并且腦脊液sPDGFRβ 升高伴有更嚴重的臨床癡呆癥評分（CDR），較高的腦脊液sPDGFRβ 是認知障礙的重要預(yù)測指標。Miners 等[24]的一項研究觀察到AD 患者腦脊液sPDGFRβ 水平明顯升高，并且與清蛋白（r=0.45）、總tau 蛋白（r=0.50）以及p-tau（r=0.41）成正相關(guān)。上述研究均顯示sPDGFRβ作為獨立于Aβ 和tau 的生物標志物在早期識別AD中具有重要作用。

2 血液中的生物標志物

近年來對外周血中AD 生物標志物的研究越來越多。相比于腦脊液，血液樣本獲取更加便利，而且創(chuàng)傷較小，在短時間內(nèi)可多次采血，患者的接受度也較高。血液中的生物標志物研究取得了很多進展，研究較多的生物標志物有血液中的Aβ、tau 蛋白、NFL 以及miRNA 等。

2.1 血漿Aβ

血漿Aβ 也是AD 生物標志物研究的一個熱點。黃攀等[25]的一項臨床研究發(fā)現(xiàn)AD 患者外周血Aβ[（51.26±9.24）pg/ml]、tau 蛋白水平[（13.64±2.91）pg/ml]明顯低于正常人。王治國等[26]也觀察到AD 患者血漿tau 蛋白水平高于正常人，而血漿Aβ42 水平低于正常人；在其另一項研究[27]中發(fā)現(xiàn)AD 患者血漿Aβ42水平、Aβ42/Aβ40 比值與11C 標記的匹茲堡化合物B正電子放射斷層攝影術(shù)（11C-PIB PET）標準化攝取值比（SUVR）成負相關(guān)（rAβ42=-0.461，rAβ42/Aβ40=-0.633），血漿Aβ40 與11C-PIB PET 顯像SUVR 值成正相關(guān)（r=0.430），提出血漿Aβ42/40 比值可預(yù)測腦淀粉樣蛋白沉積水平，11C-PIB PET Aβ 沉積量與血漿Aβ42/Aβ40可作為診斷AD 的生物標志物。

2.2 血漿tau 蛋白

腦脊液總tau 蛋白和p-tau 已經(jīng)證實可以作為生物標志物用于AD 的早期診斷，近年來關(guān)于血漿中tau 蛋白的研究也有展開。Chen 等[28]對人體血漿標本中的tau 蛋白水平進行測量，發(fā)現(xiàn)AD 患者、輕度認知功能障礙患者的血漿tau 蛋白水平顯著升高?？到ㄈA等[29]以105 例AD 患者和42 例正常人為研究對象，檢測受試者的血漿總tau 蛋白和p-Tau 蛋白水平，發(fā)現(xiàn)AD 患者血漿p-tau 蛋白水平高于健康人群。但是由于血漿中tau 蛋白含量低且特異性不高、檢測難度較大等原因，血漿tau 蛋白檢測作為AD 早期診斷的生物標志物推廣具有一定難度[30]。下一步可以開展更多有助于改善檢測技術(shù)的研究。

2.3 血漿NFL

血漿NFL 是早期診斷AD 的一個潛力巨大的生物標志物。Lin 等[31]測量了AD 患者、輕度認知障礙患者、非癡呆帕金森病患者以及帕金森病癡呆患者和認知健康者的血漿NFL 水平，觀察到AD 患者的血漿NFL 水平顯著增加，血漿NFL 水平升高與AD 的認知能力下降有關(guān)，血漿NFL 對AD 更具特異性。Mattsson等[32]在一項病例對照研究中觀察到，與認知正常人群相比，AD 患者的血漿NFL 水平明顯升高，且與腦脊液NFL 成正相關(guān)。

2.4 血漿中的miRNA

miRNA 是一類長度約為22 個核苷酸的非編碼單鏈RNA 分子，在基因表達調(diào)控中起重要作用[33]。miRNA 在神經(jīng)元的發(fā)育及功能中有重要作用，miRNA 與AD 的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，在AD 中，miRNA 與軸突異常以及突觸喪失等病理特征有關(guān)，因此，越來越多的研究來驗證miRNA 是否能用來早期診斷AD。Yang等[34]的一項研究觀察到AD 患者血清中的外泌體miR-135a 和miR-384 均被上調(diào)，而miR-193b 被下調(diào)，miR-135a、miR-193b 和miR-384 聯(lián)合使用可以很好地早期診斷AD。Herrera-Espejo 等[35]的一項系統(tǒng)評價發(fā)現(xiàn)，在遲發(fā)型AD 患者中檢測出miR-125-5p、hsamiR-132-3p、hsa-miR-181-3p 和hsa-miR-212-3p。Wang 等[36]研究發(fā)現(xiàn)AD 患者的miR-200a-3p 處 于抑制狀態(tài)。以上研究顯示，miRNA 是AD 的一個有力的潛在生物標志物，但是miRNA 能否在臨床上用于早期診斷AD 還需要更多的研究來證實。

3 小結(jié)與展望

AD 是一個全球性的問題，并且隨著全球老齡化的趨勢而日益加劇。因為AD 早期癥狀隱匿、難以發(fā)覺，診斷難度較大，多數(shù)患者確診時已是疾病的中后期，基于目前針對治療中晚期AD 的藥物開發(fā)的困難局面，早期診斷、干預(yù)AD 對控制患者病情、改善患者生活質(zhì)量意義重大。檢測AD 的生物標志物是確診AD 的重要手段，并且可以幫助闡明AD 的發(fā)病機制，對于盡早確診、治療十分重要。然而目前用于臨床診斷的生物標志物十分有限，因此，應(yīng)推動尋找合適的AD 生物標志物的研究，包括尋找新的生物標志物和進一步驗證潛在生物標志物的實用性。血液相較于腦脊液而言采集方便、易于獲得、患者接受度較高，目前在外周發(fā)現(xiàn)了較多的潛在生物標志物，但是其確切的診斷效能和特異性尚需進一步檢驗。而改進現(xiàn)有的檢測方法，開發(fā)更加先進、完善、靈敏度更高的手段對輔助AD 生物標志物的尋找同樣具有重要意義。